本發(fā)明涉及一種基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的中壓微網(wǎng)發(fā)電車培訓(xùn)系統(tǒng)，屬于中壓微網(wǎng)發(fā)電車培訓(xùn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、近年來，國際上的專家們得出了一個(gè)結(jié)論，在加強(qiáng)電網(wǎng)安全方面，發(fā)展分布式發(fā)電系統(tǒng)比通過改造電網(wǎng)更加簡便快捷，解決分布式電源對(duì)電網(wǎng)影響的一種有效方式就是將其組成微網(wǎng)接入到配電系統(tǒng)。在大電網(wǎng)崩潰和意外災(zāi)害(例如地震、暴風(fēng)雪、人為破壞、戰(zhàn)爭)出現(xiàn)時(shí)，由于微網(wǎng)可以孤網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，可保證重要用戶供電不間斷，并為大電網(wǎng)崩潰后的快速恢復(fù)提供電源支持。正是由于微網(wǎng)所具有的一些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其研究工作和應(yīng)用培訓(xùn)工作得到高度重視。微電網(wǎng)通常為就地負(fù)荷供電，提高可靠性和電能質(zhì)量，因此供電范圍較小。對(duì)于中壓微電網(wǎng)，其供電范圍通常為幾千米，而對(duì)于低壓微電網(wǎng)，其供電范圍僅為百米，甚至更短，但微電網(wǎng)靈活的運(yùn)行方式可以盡快為停電區(qū)域提供電源保障，有效恢復(fù)一些因?yàn)?zāi)導(dǎo)致停電的區(qū)域的電力供應(yīng)，提供強(qiáng)有力的民生應(yīng)急保障。但由于中壓應(yīng)急發(fā)電車造價(jià)昂貴，不能滿足市縣公司全員配置，中壓發(fā)電車的獨(dú)立操作相對(duì)復(fù)雜，對(duì)作業(yè)人員操作水平要求較高，因此中壓微網(wǎng)應(yīng)急發(fā)電精細(xì)化操作培訓(xùn)是十分必要的。

2、但傳統(tǒng)方式培訓(xùn)存在諸多不足：(1)中壓微電網(wǎng)應(yīng)急發(fā)電設(shè)備成本較高，實(shí)裝教學(xué)大大增加了培訓(xùn)時(shí)間和訓(xùn)練成本；(2)實(shí)裝培訓(xùn)很難復(fù)現(xiàn)故障特征，無法進(jìn)行故障排除訓(xùn)練；(3)實(shí)地訓(xùn)練受時(shí)間、空間限制，無法開展經(jīng)常性作業(yè)培訓(xùn)。為解決傳統(tǒng)培訓(xùn)周期長、效率低、成本高、故障難復(fù)現(xiàn)的難題，亟需一套中壓微網(wǎng)應(yīng)急發(fā)電教學(xué)工具。如公開號(hào)為：cn103136976a名稱為電網(wǎng)變電站一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)比文件，也只是針對(duì)信號(hào)故障進(jìn)行了模擬故障，并不涉及實(shí)操訓(xùn)練。

3、針對(duì)上述不足，本發(fā)明研制了一種基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的中壓微網(wǎng)發(fā)電車培訓(xùn)系統(tǒng)及其使用方法，用于實(shí)現(xiàn)中壓微網(wǎng)發(fā)電設(shè)備、器材識(shí)別、中壓微網(wǎng)應(yīng)急發(fā)電工作原理演示、中壓微網(wǎng)發(fā)電操作與故障排除虛擬訓(xùn)練與考核，使之能夠滿足中壓微網(wǎng)發(fā)電作業(yè)人員熟練化、精細(xì)化日常作業(yè)操作和一般故障排除的培訓(xùn)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的中壓微網(wǎng)發(fā)電車培訓(xùn)系統(tǒng)。

2、本發(fā)明所述基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的中壓微網(wǎng)發(fā)電車培訓(xùn)系統(tǒng)，包括客戶端及中壓微網(wǎng)發(fā)電私有云平臺(tái)；

3、所述客戶端用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸，客戶端具備交互功能，能夠?qū)崿F(xiàn)虛實(shí)融合技術(shù)，所述客戶端包括附件識(shí)別模塊、原理示教模塊、操作流程虛擬培訓(xùn)模塊、故障排除培訓(xùn)模塊、考核模式模塊及數(shù)據(jù)上傳模塊；

4、所述中壓微網(wǎng)發(fā)電私有云平臺(tái)用于與客戶端進(jìn)行信息交互，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理分析，能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶協(xié)同訓(xùn)練，所述壓微網(wǎng)發(fā)電云平臺(tái)包括管理模塊、統(tǒng)計(jì)模塊、云服務(wù)模塊、中壓微網(wǎng)應(yīng)急發(fā)電車知識(shí)圖譜模塊。

5、所述附件識(shí)別模塊用于基于三維建模的特征點(diǎn)檢測(cè)與匹配算法對(duì)培訓(xùn)學(xué)員操作的中壓微網(wǎng)發(fā)電車各部件進(jìn)行識(shí)別，并使用雙目深度算法定位操作部件位置及識(shí)別部件特征，提供部件相關(guān)信息。

6、所述原理示教模塊用于基于混合現(xiàn)實(shí)眼鏡的全息影像，提供對(duì)中壓微網(wǎng)發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行原理演示、拆裝演示、維護(hù)流程演示等功能。

7、所述操作流程虛擬培訓(xùn)模塊用于基于虛實(shí)融合技術(shù)加載出中壓發(fā)電車零部件模型庫中各個(gè)流程下對(duì)應(yīng)的仿真模型，將仿真裝置模型與真實(shí)中壓發(fā)電車裝置虛實(shí)融合。

8、故障排除培訓(xùn)模塊用于基于虛實(shí)融合技術(shù)加載中壓發(fā)電車零部件故障庫，模擬現(xiàn)實(shí)的中壓發(fā)電車故障特征，并提供故障處理方法及原理，訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)人員排除故障能力。

9、所述考核模式模塊用于進(jìn)行有關(guān)的作業(yè)考核，評(píng)估考核結(jié)果，并提供故障設(shè)置以及ai配合考核功能；

10、所述數(shù)據(jù)上傳模塊用于操作訓(xùn)練數(shù)據(jù)及考核數(shù)據(jù)上傳至中壓微網(wǎng)發(fā)電車操作培訓(xùn)，用于后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。

11、所述管理模塊包括數(shù)據(jù)庫管理單元、數(shù)據(jù)字典維護(hù)單元、訓(xùn)練科目設(shè)置與下發(fā)單元、故障設(shè)置與下發(fā)單元、記錄接收單元；

12、所述數(shù)據(jù)庫管理單元用于進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建及維護(hù)；

13、所述數(shù)據(jù)字典維護(hù)單元用于存放數(shù)據(jù)庫相關(guān)信息，并將中壓發(fā)電車數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行定義和說明；

14、訓(xùn)練科目設(shè)置與下發(fā)單元用于設(shè)置相應(yīng)中壓發(fā)電車操作流程引導(dǎo)，并下發(fā)至客戶端，從而進(jìn)行模擬訓(xùn)練；

15、故障設(shè)置與下發(fā)單元用于進(jìn)行零部件故障設(shè)置，將零部件故障特征及檢修方案下發(fā)至客戶端，從而進(jìn)行模擬排除故障訓(xùn)練；

16、記錄接收單元用于接收客戶端上傳的數(shù)據(jù)并保存至云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫，以便后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。

17、所述統(tǒng)計(jì)模塊包括訓(xùn)練情況統(tǒng)計(jì)分析單元及考核情況統(tǒng)計(jì)分析單元，統(tǒng)計(jì)模塊用于將接收數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)統(tǒng)計(jì)分析。

18、云服務(wù)模塊包括實(shí)時(shí)通信服務(wù)單元、多用戶協(xié)調(diào)服務(wù)單元、知識(shí)圖譜實(shí)時(shí)推送服務(wù)單元；

19、所述實(shí)時(shí)通信服務(wù)單元用于實(shí)現(xiàn)客戶端與客戶端之間多用戶實(shí)時(shí)通信及客戶端與云平臺(tái)端之間的實(shí)時(shí)通信；

20、所述多用戶協(xié)調(diào)服務(wù)單元用于實(shí)現(xiàn)用戶與用戶之間多人協(xié)作訓(xùn)練；

21、所述知識(shí)圖譜實(shí)時(shí)推送服務(wù)單元，用于將云平臺(tái)端中壓微網(wǎng)發(fā)電知識(shí)圖譜實(shí)時(shí)推送至客戶端。

22、所述中壓微網(wǎng)應(yīng)急發(fā)電車知識(shí)圖譜模塊用于建模和記錄中壓微網(wǎng)發(fā)電過程中數(shù)據(jù)知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和知識(shí)，中壓微網(wǎng)應(yīng)急發(fā)電車知識(shí)圖譜模塊包括多類數(shù)據(jù)導(dǎo)入單元、跨平臺(tái)調(diào)用單元、ai自然語言交互單元、ai信息推送單元、排故指導(dǎo)單元；

23、所述多類數(shù)據(jù)導(dǎo)入單元，用于將客戶端采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入。

24、所述跨平臺(tái)調(diào)用單元用于在多個(gè)終端之間同步調(diào)用知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)；

25、所述ai自然語言交互單元用于進(jìn)行語音處理，與實(shí)訓(xùn)人員溝通、交流和反饋；

26、所述ai信息推送單元用于在訓(xùn)練過程中采集識(shí)別中壓發(fā)電車零部件的信息，匹配并提供相關(guān)的作業(yè)流程及設(shè)備知識(shí)信息；

27、所述排故指導(dǎo)單元用于在排故培訓(xùn)過程中，根據(jù)故障特征與故障庫匹配，智能提供排除故障所需相關(guān)信息和操作。

28、基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的中壓微網(wǎng)發(fā)電車培訓(xùn)系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟：

29、步驟一：獲取當(dāng)前中壓發(fā)電車設(shè)備信息，進(jìn)入ui界面，進(jìn)入培訓(xùn)；

30、步驟二：在ui界面選擇想要培訓(xùn)的模式；

31、步驟三：加載出中壓發(fā)電車的虛擬模型，進(jìn)行視頻、3d動(dòng)畫理論、全息模型教學(xué)；

32、步驟四：流程虛擬培訓(xùn)：通過虛實(shí)融合模塊將虛擬模型加載到實(shí)體中壓發(fā)電車上，進(jìn)行流程虛擬培訓(xùn)，隨后進(jìn)入虛擬練習(xí)，根據(jù)學(xué)員的練習(xí)情況，進(jìn)行評(píng)價(jià)打分；

33、步驟五：故障排除培訓(xùn)：通過虛實(shí)融合技術(shù)將虛擬模型加載到實(shí)體中壓發(fā)電車上，加載中壓發(fā)電車虛擬故障庫；

34、步驟六：考核：接收考核模式，進(jìn)行相應(yīng)考核模式的考核，考核結(jié)束后，進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，并上傳至云端。

35、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是：

36、1.本發(fā)明系統(tǒng)首次將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到中壓微網(wǎng)發(fā)電車的虛擬培訓(xùn)中，相比于傳統(tǒng)中壓微網(wǎng)發(fā)電車培訓(xùn)方法和基于vr的操作培訓(xùn)方法，本發(fā)明無需真正啟動(dòng)中壓微網(wǎng)發(fā)電車，大大減少了資源的浪費(fèi)和中壓發(fā)電車的損耗，同時(shí)克服了vr系統(tǒng)中虛擬模型不能與實(shí)體中壓發(fā)電車結(jié)合的問題。

37、2.本發(fā)明系統(tǒng)借助mr頭顯的眼球追蹤、手勢(shì)、語音等多模態(tài)人機(jī)交互令實(shí)訓(xùn)人員真正解放雙手，提高操作培訓(xùn)的舒適度。

38、3.本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)有中壓發(fā)電車機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)模塊，可以直觀看到真實(shí)中壓發(fā)電車內(nèi)部無法看到的部件結(jié)構(gòu)，通過交互方式操作仿真模型，有助于實(shí)訓(xùn)人員了解中壓發(fā)電車的機(jī)械結(jié)構(gòu)，快速掌握中壓發(fā)電車的工作原理。

39、4.本發(fā)明方法可以將真實(shí)中壓發(fā)電車與虛擬中壓發(fā)電車模型相融合，跟蹤注冊(cè)各個(gè)中壓發(fā)電車裝置全息模型的相對(duì)位置，訓(xùn)練時(shí)可以直觀看到真實(shí)中壓發(fā)電車設(shè)備，感官效果就像是操作真實(shí)中壓發(fā)電車一樣，同時(shí)伴隨操作分析評(píng)價(jià)板塊，對(duì)操作者實(shí)時(shí)做出評(píng)價(jià)，比傳統(tǒng)方法更加高效便捷。